基于遥感影像变化检测技术的自动识别方法探讨

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1、基于遥感影像变化检测技术的自动识别方法探讨青岛市勘察测绘研究院20150525一、引言第一次全国地理国情普查工作已在全国各地区全面铺开，目前己步入核准阶段，该阶段的主要工作为核实从数据采集到标准时点阶段发生变化的内容。如何充分利用两个时期的遥感影像资料进行快速发现变化，特别是对重点区域、重点地类进行重点核准，提高内业工作效率，较好的完成第一次普查成果，一些生产单位对此进行了有益的探索，笔者在总结现有时点核准方案的基础上，提出了利用影像变化检测技术的核准更新思路，并进行了将变化检测结果用于核准工作的试验，对基于影像变化检测技术的时点核准技

2、术路线进行了初步摸索。二、基于遥感影像变化检测技术的国情普查数据核准思路由于遥感影像获取周期短、覆盖面积大、地物信息丰富等特点，利用遥感影像进行变化检测作为一种技术手段，已经广泛应用在灾害动态监测、环境污染监测以及城市规划等方面。变化检测的实质是地表特征随时间的变化而引起的两个时期影像像元光谱响应的变化，所以利用不同时期的影像进行变化检测可以获得地物的变化信息。将遥感影像变化检测技术应用到全国第一次地理国情普时点核准工作中，可以提高内业判读的效率和精度，减少外业工作量。根据变化检测技术进行时点核准的思路是:首先，利用前期普查成果和同时期

3、的影像数据，以及获取的最新核准时点的后时相影像数据，利用遥感影像处理和分析软件，进行前后两时相影像预处理、影像分割、变化检测、合并图斑、剔除噪声等处理流程，并将变化检测结果以shp文件输出；然后，利用前期普查成果和变化检测结果文件，同时结合收集、整理的多行业专题数据，对变化情况进行总体分析，根据省普查标准时点核准实施方案提出的核准内容，确定需要更新的区域和更新内容，对不能确定的变化类型，进行外业核查，对内业判读确定的图斑，按照一定比例进行外业核查；第三步，结合外业调查与核查结果，进行基础数据内业编辑及整理，形成符合入库要求的普查成果数据

4、集。具体流程如下图所示。前时相影像数据后时相影像数据数据预处理变化检测数据采集成果目视解译输出影像变化检测结果确定更新方法内业判读外业核查要素编辑、属性录入最终普查成果遥感影像变化检测的一般过程主要包括以下步骤:数据源分析、数据预处理、变化信息提取和精度评价。1）数据源分析山东省第一次地理国情普查用的影像包括高分辨率卫星影像和摄影测量影像两种数据类型，分辨率为0.5米，波段为RGB真彩色3波段；核准用的影像为国产卫星天绘和资源三号，空间分辨率为2米，波段为假彩色4波段。2）数据预处理主要包括影像增强、几何较正、辐射较正、影像镶嵌等。其中

5、，几何较正与辐射较正尤为关键。几何较正有绝对较正和相对较正两种，几何较正精度直接影响变化检测的最终结果，国情普查获取的两个时相的遥感影像为同一个坐标下的两景影像，无需再做几何校正；辐射较正有绝对辐射较正和相对辐射较正之分，绝对辐射较正能去除大气影响，但需要较多的参数，相对辐射较正是以其中一个时相的影像为基准，对另一影像进行归一化处理，该方法比更适合国情普查项目的数据情况，本次采用了直方图匹配法进行相对辐射校正处理。由于前后两时相影像的数据源不同，变化检测前需统一前后两时相影像的分辨率和波段信息，统一后影像的分辨率为2米，波段为RGB真彩

6、色3个波段。三、基于影像变化检测技术的变化核准试验1.变化检测试验区域本文选定了山东省青岛市某区域作为试验区，进行了基于影像变化检测技术的核准更新试验，试验区一面积约为24平方千米，属城乡结合部，分布有农村居民区和工矿企业，前时相影像为2012年9月航拍影像，分辨率为0.45米，后一时相影像为2015年4月天绘卫星影像，分辨率为2米；为了避免不同卫星传感器对光谱的敏感度不同等原因造成的精度影响，更好的测试变化检测精度，试验区二选择了数据源相同的数据进行测试，面积10平方千米，属连片开发建设区域，前时相影像为2014年10月，后时相影像为

7、2015年3月，拍摄卫星为国产高分一号卫星。2.影像变化检测目前的变化检测一般分为两种方式，一种是直接法，同一区域不同时相遥感影像的光谱信息进行处理比较,进而确定变化的位置与范围,该方法的优点是直接确定变化的位置,避免大范围分类,提高了检测效率；一种是先分类再进行变化检测，该方法的检测结果为两个时相分类数据进行比较后生成的变化图,其精度只大致相当于每个时相分类精度值的乘积,每一单独分类中的误差会在空间比较过程中被进一步放大。因此本文采用了直接法进行两时相影像的变化检测。ENVI作为一款遥感影像处理分析软件，提供了直接对两个时相的影像进行

8、变化检测的一整套工作流程，可以直接输出检测结果，并且变化检测结果分为增加和减少两种类型。选择ImageChangeWorkflow工作流，把前时相的影像作为TIME1，后时相的影像作为TIME2，对两个时相